초록 ▼

연구개요
빅데이터/UHD/3D 처리와 같이 모바일 또는 임베디드 기기에 요구되는 컴퓨팅 부하가 급격히 커지고 있다. 본 연구는 범용 운영체제 구조를 탑재한 스마트 가전기기들이 사물지능통신(M2M) 또는 사물인터넷(IoT) 형태의 연결 구조를 통해 협력 서비스를 제공하여 높은 컴퓨팅 부하를 요구하는 작업들을 처리할 수 있는 컴퓨테이션 오프로딩 구조를 제안한다. 본 연구의 목표는 RPC 또는 서버/클라이언트 형태의 기존 오프로딩 구조에서 발전하여 프로그래머의 개입 없이 주변 노드들의 성능과 연결 성능 등에 따라 능동적으로 작업의

연구개요
빅데이터/UHD/3D 처리와 같이 모바일 또는 임베디드 기기에 요구되는 컴퓨팅 부하가 급격히 커지고 있다. 본 연구는 범용 운영체제 구조를 탑재한 스마트 가전기기들이 사물지능통신(M2M) 또는 사물인터넷(IoT) 형태의 연결 구조를 통해 협력 서비스를 제공하여 높은 컴퓨팅 부하를 요구하는 작업들을 처리할 수 있는 컴퓨테이션 오프로딩 구조를 제안한다. 본 연구의 목표는 RPC 또는 서버/클라이언트 형태의 기존 오프로딩 구조에서 발전하여 프로그래머의 개입 없이 주변 노드들의 성능과 연결 성능 등에 따라 능동적으로 작업의 일부를 이전하여 실행할 수 있는 이음새 없는 컴퓨팅 구조의 개발을 목표로 한다.

연구 목표대비 연구결과
[1차년도] 이음새 없는 오프로딩 개념의 설계 및 구현
-분산공유메모리(distributed shared memory, 이하 DSM) 방식으로 오프로딩에 참여하는 노드들이 동일한 메모리 어드레스를 공유하는 기존 연구를 차용하여 Java 가상머신 메모리 구조를 DSM으로 다수의 노드가 공유할 수 있도록 확장함
-공유메모리 접근을 위한 동기화로 인해 발생하는 성능 손실을 분석하고, 이를 효과적으로 처리할 수 있는 원격 동기화 구조 및 일관성 보장모델 (consistency model)을 개발하여 자바 가상머신에 포팅함
[2차년도] 이음새 없는 오프로딩 구조의 원격 I/O 처리 구조 개발
-원격 노드에서 실행되는 코드는 I/O 요청을 만나게 되면, 다시 원래의 노드로 돌아와서 원래 노드의 I/O 장치를 사용하여 결과를 처리해야 하기 때문에, 카메라 및 마이크 등의 I/O 사용이 많은 워크로드에서 오프로딩 효과가 떨어짐
-오프로딩 구조가 구현된 JVM에서 I/O 처리 루틴을 원래 노드의 I/O를 사용하여처리할 수 있도록 가상화 디바이스 드라이버 형태의 원격 I/O 구조를 개발하였으며, 성능평가를 통해 I/O 처리가 빈번한 경우에도 오프로딩이 가능함을 보임
[3차년도] 이음새 없는 오프로딩 프레임워크를 위한 고장감내 구조 개발
-기존의 오프로딩 구조들은 컴퓨팅 노드 장애 발생시 컴퓨팅 노드의 메모리 상태를 스마트 기기가 갖고 있어 오프로딩이 시작된 시점에서 재시작을 하는 것이 가능했으나, 다수 노드가 참여하는 상황에선 장애 발생시 초기화가 필요함
-제안한 DSM 모델에서 노드의 장애가 발생시 다른 노드가 작업을 이어 받아 실행할 수 있도록 체크포인트 로깅 기법을 제안하고 이를 구현하여 고장감내 기능을 성공적으로 구현하였음

연구개발결과의 중요성
학문 및 기술적 성과
-모바일 기기 간의 DSM 연동을 통해 하나의 애플리케이션이 다수의 모바일 및 서버에서 협력 실행되는 구조를 최초로 제안하고, 구현에 성공하였음
-저성능 노드들 간의 느린 네트워크 결합 환경에서 일관성 유지 오버헤드를 극소화하며, 고장감내 기능을 갖춘 DSM 모델을 제안하였음
인력양성 및 산업체 파급효과
-모바일-클라우드 컴퓨팅의 상용성을 높일 수 있는 기술임
-분산 시스템과 임베디드 시스템의 두 분야를 융합한 엔지니어를 다수 양성함

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 기존 오프로딩 구조의 정량적 문제점 분석 ... 5
• 나. 이음새 없는 모바일-클라우드 오프로딩 모델의 설계 및 구현 ... 7
• 다. 이음새 없는 모바일-클라우드 오프로딩 모델의 성능 평가 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 가. 학문 및 기술적 중요성 ... 10
• 가. 사회경제적 중요성 ... 10
• 가. 인력양성 측면의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 12
• 끝페이지 ... 12